3.2 蓄电池充电器

　　(1)充电器的结构

　　如图7所示,基于C240 DSP控制的蓄电池充电器是由功率管VT3、电感Lb等组成的直流降压变换(Buck)电路。蓄电池的端电压和电感(Lb)电流Ib为控制电路提供了所需要的反馈信号。蓄电池端电压Ubat是通过测量UB和U-之间的电位差来获得,UB相对于GND的电压为蓄电池的正极,U-相对于GND的电压为电容C2的负极。

　　通过对充电器输出的端电压UB、U-和电流(Ib)进行采样调节后送入到DSP的模数转换器的ADCIN7、ADCIN5、ADCIN11通道。

　　蓄电池的端电压Ubat通过UB、U-两个电压信号计算得到

　　Ubat=UB-(U-)

　　蓄电池的端电压Ubat与内部基准电压Uref进行比较得到反馈电压误差信号Uerr,并将Uerr送入到电压调节器REG1。

　　电流调节器REG2的输出为电压指令,它决定着脉宽调制信号(PWM)的占空比。DSP将电流调节器REG2的输出电压指令变换成二进制数,并且将其存放在PWM模块的比较寄存器CMPR2中。处理器用CMPR2中的值与定时器GPT1的20kHz三角波进行比较后产生PWM3的脉冲列,通过PWM3脉冲驱动充电器功率管VT3工作。在充电器正常工作时,通过对控制寄存器ACTR进行设置,使得PWM3处于正常输出状态,PWM4处于脉冲封锁状态(即,PWM4输出端口置低电平,使得功率管VT4处于关闭状态)。系统中,蓄电池的充电电流采样频率为20kHz,充电电压采样频率为10kHz。

　　(2)蓄电池三段式充电模式

　　①涓流充电模式。当蓄电池的开路电压低于1.80V时,为了防止充电电流过大,充电器以涓流充电模式对蓄电池进行充电。当蓄电池为涓流充电模式时,其充电电流被限定在C/100,一直到蓄电池的开路电压大于或等于1.80V,其控制原理如图8所示。

　　②大电流充电模式。一旦蓄电池的开路电压超过1.80V时,充电器转为大电流充电模式。当蓄电池为大电流充电模式时,其充电电流维持在C/3,一直到蓄电池的开路电压到2.4V。其控制原理框图与涓流充电模式相同,唯一的区别就是参考电流Iref的值不同。

　　③过充充电模式。蓄电池大电流充电后(端电压达到2.40V),充电器转为过充充电模式。过充充电时,充电器的充电电压维持在2.40V,此时充电电流开始下降。当充电电流小于C/12时,充电器停止过充充电,其控制原理如图9所示。